Question

【題目】NiSO46H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學鍍鎳、生產電池等，可由電鍍廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Fe、Cr等雜質）為原料獲得。工藝流程如下圖：

已知：25℃時，幾種金屬氫氧化物的溶度積常數和完全沉淀的pH范圍如下表所示。

	Fe(OH）2	Fe(OH）3	Cr(OH）3	Ni(OH）2
Ksp	8.0×10—16	4.0×10—38	6.0×10—31	6.5×10—18
完全沉淀pH	≥9.6	≥3.2	≥5.6	≥8.4

注：NiCO3是一種不溶于水易溶于強酸的沉淀。

請回答下列問題：

（1）下列措施可行，且能提高廢渣浸出率的有 。

A．升高反應溫度 B．增大壓強 C．在反應過程中不斷攪拌

（2）在濾液Ⅰ中加入6%的H2O2，其作用是 （用離子方程式表示）；

加入NaOH調節pH的范圍是 ，為了除去溶液中的 離子。

（3）濾液Ⅱ的主要成分是 。

（4）檢驗Ni2+已完全沉淀的實驗方法是 。

（5）操作Ⅰ的實驗步驟依次為：

① ；

② ；

③蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾得NiSO46H2O晶體；

④用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。

Answer 1

【答案】（1）AC（2分） （2）2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O（2分）；5.6≤pH＜8.4；（1分）

Fe3+、Cr3+（2分） （3）Na2SO4、NiSO4（2分）

（4）靜置后向上層清液中再加入Na2CO3溶液后沒有沉淀生成（2分）

（5）①過濾，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次。（2分）

②向沉淀中滴加稀H2SO4，直至恰好完全溶解。（2分）

【解析】

試題分析：廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Fe、Cr等元素的化合物雜質），在硫酸溶解調節pH后過濾后除去不溶于鐵離子，濾液含有二價鐵離子、三價鉻離子、銅離子等雜質，加入H2O2是將二價鐵氧化成三價鐵，再通過調節pH值使三價鐵和三價鉻都以氫氧化物的沉淀而除去，濾液Ⅰ含有可溶性硫酸鹽，為Na2SO4、NiSO4，再加碳酸鈉沉淀二價鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應生成NiSO4晶體。

（1）攪拌固體和液體的混合物，升高溫度、增大濃度等，可加快反應速率，所以為了提高浸取率可采取的措施有加熱或攪拌或增大硫酸濃度等，答案選AC。

（2）根據以上分析可知加入雙氧水的目的是氧化亞鐵離子，反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。根據表中數據可知要沉淀鐵離子和鉻離子，需要調節溶液的pH為5.6≤pH＜8.4；

（3）經過加入H2O2、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等雜質，濾液中含有可溶性硫酸鹽，為Na2SO4、NiSO4。

（4）由于是通過碳酸鈉沉淀鎳離子，所以證明鎳離子已經完全沉淀的實驗操作是靜置后向上層清液中再加入Na2CO3溶液后沒有沉淀生成；

（5）向含有NiSO4溶液中加碳酸鈉，得到NiCO3沉淀，過濾、洗滌，向沉淀中加硫酸溶解，得到NiSO4溶液，再經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作得NiSO46H2O晶體，則從溶液中提取硫酸鎳的步驟為：①過濾，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次；②向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；③蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾得NiSO46H2O晶體；④用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。